摘要：隨著人口的增長及經濟的快速發(fā)展，工業(yè)“三廢”的排放不斷增加，土壤有機污染不斷加劇，對人體的健康和生態(tài)環(huán)境的安全構成了極大的威脅。目前針對典型的有機污染物，主要采用具有費用低、無二次污染、易操作等優(yōu)點的生物修復法，包括堆肥、生物反應器等，且這些修復技術的主體均是微生物，由于微生物對環(huán)境具有較強的適應性、變異性，在生存過程中分化出多種多樣的代謝類型，并能較強地適應生存環(huán)境。目前隨著遺傳、基因組、蛋白質組學和代謝組學技術的研究發(fā)展，大大豐富了關于生理學、生態(tài)學、生物化學和微生物代謝途徑調控機制各個方面的知識。所以未來我們可以通過實驗研究優(yōu)勢降解菌的降解能力及對污染物的適應機理，通過宏基因測序研究土壤微生物群落構成以及群落功能和代謝通路，提高菌種對石油烴、多環(huán)芳烴和鹵代烴的降解效率。為自然環(huán)境條件下復合有機污染物的降解提供數據支持與理論依據。

關鍵詞 土壤有機污染，微生物修復，降解菌

1.引言

土壤是人類賴以生存的基本自然資源，是植物生長繁殖的基礎，土壤環(huán)境狀態(tài)與人類社會的生存與繁衍息息相關。土壤污染是指人類活動所產生的污染物質通過多種途徑進入土壤，其數量和速度超過了土壤的環(huán)境容量和自凈能力，污染物質的積累逐漸占據優(yōu)勢，導致土壤自然功能的失調，土壤質量下降，影響作物的生長發(fā)育，最終危害人體健康的現象。

土壤復合污染是指兩種及以上的性質不同的污染物在土壤環(huán)境中發(fā)生聯合作用，且每種污染物濃度均超過土壤濃度標準，導致土壤質量和功能明顯下降的現象。按照污染物性質，土壤復合污染分為有機復合污染、無機復合污染和無機–有機復合污染。根據土壤中污染物來源，土壤復合污染分為同源復合污染和異源復合污染。與水土污染相比，土壤污染具有隱蔽性與滯后性，因此被稱為“看不見的污染”。土壤具有污染物的源與匯功能，包含大氣污染和水污染在內的所有污染的90%最終都要進入土壤，因此，土壤污染是生態(tài)惡化的一個縮影。同時，污染土壤中的污染物在一定的環(huán)境下可通過雨水沖刷進入地表水或地下水，污染水環(huán)境；或通過植物生長進入食物鏈，危害生物甚至人類的安全。

2.土壤污染治理現狀及主要存在的問題

2.1.土壤污染現狀

隨著人口的增長及經濟的快速發(fā)展，工業(yè)“三廢”(廢氣、廢水和廢渣)的排放不斷增加，同時受到長期不合理污灌的影響，以及現代農業(yè)生產過程中過量使用化肥、農藥、農膜等化學物質的污染，造成各種新、老污染物在土壤環(huán)境中長期疊加和累積，其多以復合污染的狀態(tài)存在，使土壤的污染源呈多樣化的特點，我國面臨的土壤復合污染問題越來越突出。2014年環(huán)境保護部和國土資源部聯合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調查公報》中指出，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，耕地土壤環(huán)境質量堪憂，全國土壤中污染物總超標率為16.1%，其中耕地土壤點位超標率為19.4% 。土壤污染危害巨大，土壤污染一方面影響農產品的質量，加劇了我國人多地少的矛盾；另一方面，土壤污染直接導致農產品中污染物殘留量超標、農產品質量下降，影響農產品出口貿易，甚至污染物通過食物鏈富集危害人體健康和生態(tài)安全。土壤污染問題己成為制約可持續(xù)發(fā)展、關系國計民生的重大環(huán)境問題之一。

目前，常見的土壤復合污染形式有重金屬復合污染、有機污染物復合污染、重金屬–有機污染物復合污染；其中，土壤有機復合污染主要與有機農藥的生產、使用和工業(yè)“三廢”的排放有關，較為常見的污染物為有機氯農藥(OCPs)、多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯苯(PCBs)以及石油烴(TPHs)等。據統計，我國目前至少有3600萬公頃土壤受到農藥、石油烴和多環(huán)芳烴等有機化合物的污染。與重金屬復合污染相比，土壤有機復合污染更廣泛、更復雜，其結果也更難以預測。目前，土壤有機復合污染己從局部擴展到區(qū)域，從城市延伸到郊區(qū)、鄉(xiāng)村，形成點源與面源污染共存，生活污染、農業(yè)污染和工業(yè)污染疊加，各種新舊污染與二次污染相互復合或混合的態(tài)勢。

2.2.主要污染物的危害

石油烴(TPH)由復雜的非水性和疏水性混合物組成，如正構烷烴，香烴等，這些化學物通過食物鏈運輸積累，表現長期的毒性，對整個地球大環(huán)境都有或多或少的影響。多環(huán)芳烴(PAHs)是一種廣泛分布于空氣、土壤和水體中的持久性有機污染物，有致畸、致癌、致突變性，且多環(huán)芳烴的生物富集率高，生物可利用性低，對人體的健康和生態(tài)環(huán)境的安全構成了極大的威脅，土壤環(huán)境中備受關注的持久性有機污染物，被列為優(yōu)先控制的有毒有機污染物。鹵代烴(VCHs)物質對人體都有急性或慢性、直接或間接的致病作用，有的積累在人體組織內部，會改變細胞DNA結構，使人體組織產生致癌變、致畸變和突變。

2.3.有機污染修復技術

針對有機污染土壤已發(fā)展了的一系列修復技術，歐洲國家與美國先后對污染土壤進行修復和治理，我國起步相對較晚，但到目前為止，也形成了一系列的污染土壤修復技術，并應用于實踐中。

常用的降解方法包括物理修復法、化學降解法、生物修復法和化學–生物聯合修復法等。物理修復法是指利用物理手段對有機污染土壤進行治理修復，主要有熱脫附、氣相抽提、電動修復以及超臨界流體技術等修復技術；化學修復方法是利用化學作用將土壤中的污染物分解成無毒小分子，從而達到土壤修復的目的，一般適用于高濃度污染場地的處理，主要的修復技術包括土壤淋洗技術、化學氧化、等離子體降解和光催化降解等；生物修復主要利用生物的生命代謝活動分解土壤中的污染物，常見的污染土壤生物修復技術包括植物修復、動物修復以及微生物修復。其中生物修復法因具有費用低、無二次污染、易操作等優(yōu)點一直被認為是降解有機污染物的優(yōu)先方法。

2.4.生物修復技術

生物修復污染土壤主要是利用植物和微生物對有毒有害物質的吸收和降解作用。生物修復技術是將土壤環(huán)境中的危害性污染物降解成二氧化碳和水或其他無公害物質的工程技術。其中植物修復是指通過利用植物忍耐或超量吸收積累某種或某些化學元素的特性，或利用植物及其根際微生物通過吸收、降解、過濾和固定等過程將污染物降解轉化為無毒物質達到凈化環(huán)境污染的技術。但早期的生物修復主要是指微生物修復，也是研究得最早、最深入、應用最廣泛的一種生物修復方法。

2.5.微生物修復技術

微生物修復主要指采取一定的措施以促進微生物對土壤中有毒有害物質的降解、轉化和去除，包括強化土著微生物降解(生物刺激)和投加外源高效降解微生物(生物強化)兩種方式?，F已衍生出現場處理、就地處理、堆肥、生物反應器等一系列生物修復技術。這些修復技術的主體均是微生物，應用這些技術處理有機污染物污染土壤己有廣泛研究。研究表明，微生物降解是去除有機污染物的主要途徑之一，其他生物修復技術也都離不開微生物的作用。由于微生物對環(huán)境具有較強的適應性、變異性，在生存過程中分化出多種多樣的代謝類型，并能較強地適應生存環(huán)境。在有機污染物污染土壤中，經過自然馴化，逐漸形成多種能降解有機污染物的微生物品種或品系，微生物種類、被降解的對象不同，對環(huán)境中有機污染物的降解途徑可能也不一樣。

3.展望

目前隨著遺傳、基因組、蛋白質組學和代謝組學技術的研究發(fā)展和該技術在有機污染物生物修復領域中的應用，大大豐富了關于生理學、生態(tài)學、生物化學和微生物代謝途徑調控機制各個方面的知識。尤其是根據16S rRNA和18S rRNA基因可以預測一個特定環(huán)境中微生物種群的進化特征。

本項目通過實驗研究優(yōu)勢降解菌的降解能力及對污染物的適應機理，提高菌種對石油烴、多環(huán)芳烴和鹵代烴的降解效率，明確環(huán)境因子對有機污染土壤微生物生物學特性的影響。同時，通過宏基因測序研究土壤微生物群落構成以及群落功能和代謝通路。為自然環(huán)境條件下復合有機污染物的降解提供數據支持與理論依據。